Повышение эффективности технологического процесса повторного посева зерновых культур путём оптимизации режимов работы комбинированной почвообрабатывающе- посевной машины км-1,8 с трактором класса 1,4

На правах рукописи

ХОДЖИЕВ

БАХТИЁР БОБОЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ПРОЦЕССА ПОВТОРНОГО ПОСЕВА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

ПУТЁМ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ РАБОТЫ

КОМБИНИРОВАННОЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕ-

ПОСЕВНОЙ МАШИНЫ КМ-1,8 С ТРАКТОРОМ КЛАССА 1,4

Специальность: 05.20.01 – технологии и средства механизации

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург – Пушкин – 2013 2

Работа выполнена в Таджикском аграрном университете имени Шириншоха Шотемура Министерства сельского хозяйства Республики Таджикистан

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Ахмадов Бахромджон Раджабович

Официальные оппоненты: Керимов Мухтар Ахмиевич, доктор технических наук, профессор кафедры «Тракторы и автомобили» ФГОУ ВПО «Санкт Петербургский государственный аграрный университет»

Баранов Леонид Николаевич, кандидат технических наук, главный инженер ОАО ПЗ «Красногвардейский»

Ведущая организация: Северо-Западная государственная машинно испытательная станция.

Защита диссертации состоится 10 декабря 2013 г. в _ часов _ мин на заседании диссертационного совета Д 220.60.06 при ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет» по адресу: 196601, г. Санкт-Петербург, Пушкин, Академический проспект, д. 23, ауд. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет».

Сведения о защите и размещены на сайте ВАК РФ www.vak.ed.gov.ru

Автореферат разослан «_» _2013г. и размещен на официальном сайте ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет» http://www.spbgau.ru Учёный секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор В.Т. Смирнов 1.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Энергетический кризис, наступивший в середине 80-х годов прошлого века, повысил остроту топливно энергетической проблемы во всех отраслях народного хозяйства, что вынудил пересмотреть существующие подходы к рациональному использованию энергоресурсов. В связи с этим ученые различных стран разрабатывают новые методы, технические средства и технологии, которые позволяют повысить их эффективность, снизить затраты труда и энергии на производство сельскохозяйственной продукции.

Совмещение технологических операций позволяет снизить энергетические затраты на производства продукции за счет уменьшения удельной материалоемкости и сокращению времени на обслуживание комбинированных машин, улучшения качества и сокращения сроков проведения полевых работ.

В целом проблеме повышения эффективности технологий возделывания сельскохозяйственных культур и использования МТА посвящены работы В.Н. Болтинского, Б.А. Линтварева, А.Х.

Морозова, Ю.К. Киртбая, Н.С. Ждановского, С.А. Иофинова, Ф.С.

Завалишина, А.В. Николаенко, В.И. Фортуны, Р.Ш. Хабатова, Л.Е. Агеева, Б.А. Улитовского, В.А. Аллилуева, В.С. Шкрабак, Е.И.

Давидсона, В.Д. Попова, В.Г. Еникеева, А.П. Савельева, М.А.

Новикова, А.М. Валге, М.А. Керимова, Юсупова Р.Х., Н.И.

Джабборова, С.В. Глотова, В.А. Смелика, В.А. Эвиева и других ученых.

Учитывая изложенное, в Таджикском аграрном университете была разработана комбинированная почвообрабатывающе-посевная машина КМ-1,8 «Кишоварз» с целью обеспечения одновременной обработки почвы и посева повторных сельскохозяйственных культур в оптимальные агротехнические сроки.

Тема диссертационной работы соответствует тематическому плану НИОКР Таджикского аграрного университета имени Шириншо Шотемур и утверждена Ученым советом 23 января 2009 года (протокол № 5/3).

Целью исследований является обоснование оптимальных режимов работы комбинированной почвообрабатывающе-посевной машины КМ-1,8 «Кишоварз» с трактором класса 1,4, обеспечивающих повышение эффективности технологического процесса повторного посева зерновых культур в условиях Республики Таджикистан.

Объект исследований. Комбинированная почвообрабатывающе-посевная машина КМ-1,8 «Кишоварз» в агрегате с трактором класса 1,4 МТЗ-82.1, специально оборудованная для проведения экспериментальных исследований и технологический процесс одновременной обработки почвы, и посев зерновых культур.

Предмет исследований. Закономерности изменения агротехнических, энергетических и технико-экономических показателей почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ 1,8 «Кишоварз».

Научная новизна. Усовершенствована методика определения оптимальных эксплуатационных параметров и режимов работы МТА.

Установлены количественные характеристики и закономерности изменения средних и оптимальных значений вероятностных оценок агротехнических, энергетических, технико-экономических показателей, обоснованы оптимальные режимы работы комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ 82.1+КМ-1,8 «Кишоварз», обеспечивающие эффективное его функционирование.

Практическая значимость диссертации заключается:

- в разработанной комбинированной почвообрабатывающе посевной машины КМ-1,8 «Кишоварз», обеспечивающей одновременную обработку почвы и посев зерновых культур;

-.в обоснованных оптимальных режимах работы МТА МТЗ 82.1+КМ-1,8 «Кишоварз».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и одобрены:

- на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Таджикского аграрного университета имени Шириншоха Шотемура, г. Душанбе в 2010-2012 гг.;

- на международной научно-практической конференции «Эффективное использование биоклиматических факторов при выращивании сельскохозяйственных культур на пахотных землях», посвященную 20-летию XYI сессии Шурои Оли Республики Таджикистан и 15-летию Национального примирения, - Душанбе, марта 2012 г.;

- на Совете факультета механизации Таджикского аграрного университета имени Шириншо Шотемур в 2010-2013 гг.;

Внедрение. Результаты исследований внедрены в отделе механизации Института земледелия Таджикской академии сельскохозяйственных наук;

в семеноводческом хозяйстве имени Дзержинского Гиссарского района;

в учебном процессе на факультете механизации сельского хозяйства Таджикского аграрного университета имени Шириншо Шотемур.

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано всего 7 работ, в том числе в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ - 4.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из наименований и 4 приложений. Она включает 46 рисунков и таблиц, общий объем работы 153 страницы.

На защиту по специальности 05.20.01-технологии средства механизации сельского хозяйства выносятся следующие основные научные положения:

1. Усовершенствованная методика определения оптимальных эксплуатационных параметров и режимов работы тракторов, оснащенных обычными дизельными двигателями, обеспечивающие комплексное решение проблемы минимизации расхода энергии и повышения производительности МТА при выполнении технологических процессов, основные принципы которой заключаются:

- в обосновании и формировании сбалансированной системы эксплуатационных показателей МТА, соответствующей критерию минимума топливно-энергетических затрат;

- в учете вероятностно-статистических связей эксплуатационных параметров и показателей качества работы МТА.

2. Количественные характеристики и закономерности изменения средних и оптимальных значений вероятностных оценок энергетических, технико-экономических и агротехнических показателей комбинированного почвообрабатывающее - посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз».

3. Оптимальные режимы работы комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1, «Кишоварз», обеспечивающие эффективное его функционирование по минимуму топливно-энергетических затрат и результаты внедрения научных разработок, подтвержденных документами.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано краткое обоснование актуальности темы диссертации и сформулированы основные научные положения, выносимые на защиту по специальности 05.20.01.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследований»

приведен краткий обзор литературы по анализу почвенно климатических условий Таджикистана, структуры посевных площадей, оптимизации параметров и режимов работы МТА, методов и критериев оценки эффективности технологических процессов и функционирования МТА, контроль качества технологических процессов. На основе анализа сформулированы цель и задачи исследования. В соответствии с целью исследовании были предусмотрены решение следующих задач:

Анализ природно-производственных условий 1.

Таджикистана и особенностей производства сельскохозяйственной продукции при повторных посевах.

Определение вероятностно-статистических оценок и 2.

эмпирических зависимостей эксплуатационных параметров почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1 + КМ-1, «Кишоварз» для конкретных условий его функционирования.

Определение показателей эксплуатационно 3.

технологической оценки работы почвообрабатывающе-посевной машины КМ-1,8 «Кишоварз» с тракторами класса 1,4.

Обоснование выбора критериев эффективности и 4.

сбалансированной системы эксплуатационных параметров МТА.

Обоснование оптимальных режимов работы 5.

почвообрабатывающе-посевной машины КМ-1,8 «Кишоварз» с трактором класса 1,4.

Оценка эффективности использования 6.

почвообрабатывающе-посевной машины КМ-1,8 «Кишоварз» с трактором класса 1,4.

Во второй главе изложены теоретические основы определения оптимальных значений параметров и режимов работы МТА. При определении количественных характеристик вероятностных оценок эксплуатационных параметров МТА при выполнении технологических процессов применялись методики профессоров С.А.

Иофинова и Л.E. Агеева.

Математическая модель МТА рассматривается как многомерная система со многими входными и выходными параметрами. Однако для практических целей достаточного ограничиться одномерной моделью (рисунок 1), когда каждое входное воздействие влияет на какой-либо один из выходных параметров МТА.

Входным параметром (аргументом) является крутящий момент М к на коленчатом валу двигателя и тяговое усилие Pкр трактора, плотность распределения вероятностей которых равна:

(2 м ) ;

(1) ( М к ) ( м 2 ) 1 ехр ( М к М к ) 2 ( Pкр ) ( p 2 ) 1 ехр ( Pкр Pкр ) 2 (2 р ), (2) Мк где математическое ожидание крутящего момента на коленчатом валу двигателя;

м среднее квадратическое отклонение двигателя;

P крутящего момента на коленчатом валу – кр p математическое ожидание тягового усилия трактора;

– среднее Pкр трактора.

квадратическое отклонение тягового усилия Вероятностно-статистические оценки энергетических и технико экономических параметров МТА при случайных аргументах М к и Pкр рассчитывались по общеизвестным формулам.

Рисунок 1 Схема к определению вероятностно статистических оценок энергетических параметров МТА При выборе критериев и формировании сбалансированная система эксплуатационных показателей для оценки эффективности работы МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз» применялась методика разработанное под руководством профессора Н.И. Джабборова.

Анализ производственных условий, при которых производится повторный посев сельскохозяйственных культур, в том числе и зерновые, показывает, что в качестве основного критерия эффективности целесообразно принять минимум энергоемкости Еi min.

технологического процесса Для анализа чувствительности основного критерия Еi min к другим эксплуатационным параметрам МТА были построены соответствующие диаграммы. Анализ таких диаграмм позволил установить степень чувствительности энергоемкости технологического процесса к изменению отдельно взятого эксплуатационного параметра МТА.

В итоге была сформулирована сбалансированная система эксплуатационных показателей МТА МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз»

по критерию минимум Еi min энергоемкости технологического процесса (таблица 1.).

Таблица 1 - Сбалансированная система эксплуатационных показателей почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ 1,8 «Кишоварз» по критерию минимум Еi min энергоемкости технологического процесса Параметры Расчетные формулы Производитель- Wч* 0,36Т N е* / К а * ность МТА КПД трактора * N * / N * т кр е Тяговая * * N кр 0,5[a Р в P (1 )] [а1 * Ркр в1 * Ркр * * кр кр p мощность * (1 р )]Ф(t Р ) в1 (t Р ) Р кр р трактора 2 * * Эффективная 0,5[(а * в * М к в * М к 2 (1 м )] [а1 М к * * 2 * * N с * * * мощность е в1 М к (1 м )]Ф(t н ) в1 (t н ) М к м 2 * * * * двигателя Gт* 0,5(а bМ к ) (а1 b1М к )Ф(tн ) b1 (tн )М к м Часовой расход * * * * * топлива двигателя Скорость Vp*i 0,5(а* b* Ркрi ) (а1 b1* Ркрi )Ф(tн ) * * * * движения b1* (tн ) Ркрi р, * * агрегата Частота nд 0,5(а * в * М к ) [а1 в1 М к ]Ф(t н ) в1 (t н )М к м * * * * * * * * * вращения вала двигателя Установленная система представляет собой рациональное количество контролируемых эксплуатационных параметров, которые подлежать оптимизации на предмет достижения минимума топливно энергетических затрат на технологический процесс обработки почвы, внесения минеральных удобрений и повторного посева зерновых культур с помощью комбинированного почвообрабатывающе посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз».

В третьей главе изложена программа и условия экспериментальных исследований, приведена методика обработки опытных данных, применяемые приборы и оборудование для измерения параметров МТА МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз».

Результаты экспериментальных исследований сравнивались с данными теоретических расчетов с целью подтверждения адекватности разработанной методики обоснования оптимальных режимов работы исследуемого объекта.

Согласно Правилам производства механизированных работ проводились измерения и контроль качества работы МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз». Общий вид почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1 + КМ – 1,8 «Кишоварз» при работе показан на рисунке 2.

Рисунок 2 - Общий вид почвообрабатывающе -посевного агрегата МТЗ-82.1 + КМ – 1, «Кишоварз» при работе Рисунок 3 - Агрофон до (слева) и после (справа) работы агрегата Экспериментальные данные обрабатывались по Методике статистической обработки эмпирических данных (РТМ44-62), методическому пособию д.т.н., проф. А.М. Валге «Обработка данных в Excel на примерах».

При определении средних и оптимальных значений эксплуатационных показателей МТА была использована программа для ЭВМ «Расчет и оптимизация энергетических параметров дизельных двигателей в составе МТА», разработанная в ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии (Свидетельство № 2010615019).

В четвёртой главе «Результаты экспериментальных исследований» приведены опытные данные и результаты их анализа.

В процессе обработки экспериментальных данных были установлены законы распределения и количественные характеристики вероятностных оценок эксплуатационных показателей объекта исследований. В качестве примера на рисунке 4 представлены зависимости вероятностных оценок тягового усилия Ркр трактора от скорости движения V р МТА МТЗ-82+КМ-1,8 «Кишоварз» (а) и плотности распределения вероятностей ( Ркр ) параметра Ркр.

Рисунок 4 Зависимости вероятностно статистических оценок тягового усилия Ркр трактора от скорости движения V р а) МТА МТЗ 82+КМ-1, «Кишоварз» (а) и плотности распределения вероятностей ( Ркр ) параметра Ркр (б) б) При этом вероятность Р( 2 ) согласия эмпирических и теоретических частот параметров варьировалась в пределах 0,28 0,81. Это свидетельствует о том, что колебания глубины обработки почвы соответствуют нормальному закону (закону Гаусса).

При работе МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз» его скорость ограничивается частотой вращения фрезерного барабана, обеспечивающая наилучшее крошение почвы. В соответствии с этим необходимо ставить ограничения на производительность МТА и энергоемкость процесса. При работе данного почвообрабатывающе посевного агрегата основным критерием эффективности принимается наилучшее качество обработки почвы и посева сельскохозяйственных культур.

Как известно, качество работы фрезы определяется равномерностью обработки почвы по глубине (высоты гребней) так и степенью ее рыхления (толщиной стружки). В соответствии с агротехническими требованиями h 0,2а, где а максимальная глубина погружения ножа в почву.

Анализ опытных данных показывает, что наибольшая степень рыхления почвы (90,4%), и соответственно этому качественный посев семян достигается при скорости 1,2 м/с (рабочая передача III, пониженная).

Установлены зависимости производительности Wч и удельного расхода топлива Qга на единицу выполненной работы от скорости движения V р МТА МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» (рисунок 5).

Рисунок 5 Зависимости производительности Wч и удельного расхода топлива на единицу выполненной работы Qга от скорости V р движения МТА МТЗ 82.1+КМ-1, «Кишоварз»

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что с повышением скорости движения МТА МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз»

от 0,507 до 1,635 м/с, значения удельного расхода топлива снижается с 22,05 до 10,61 кг/га.

Зависимости вероятностно-статистических оценок энергоемкости технологического процесса Е i от скорости движения V р МТА МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз представлены на рисунке 6.

Рисунок 6 Зависимости вероятностно статистических оценок энергоемкости технологического процесса Е i от скорости движения V р МТА МТЗ 82.1+КМ-1, «Кишоварз»

В диапазоне рабочих скоростей от 0,507 до 1,635 м/с, среднее значение энергоемкости технологического процесса Е i изменялось в пределах 8434,06 - 9744,87 МДж/га.

На основании экспериментальных данных с использованием интерполяционной формулы Лагранжа были установлены эмпирические зависимости эксплуатационных показателей от скорости движения МТА (таблицы 2 - 4).

Таблица 2 - Эмпирические зависимости вероятностно-статистических оценок глубины обработки почвы и посева семян от скорости движения МТА МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз»

Показатель Вероятностные Расчетная формула оценки Глубина 0,8302Vр2 3,994Vр 21, h см, см обработки hсм, см 2,417V р2 4,163V р 2, почвы, hсм h 0,143V р2 0,240V р 0, см Глубина 1,5476Vр2 2,5792Vр 6, П h c, см посева h, см 0,040V р2 0,092V р 0, семян, hсП П с h 0,027V р2 0,024V р 0, П с Таблица 3 - Эмпирические зависимости вероятностно-статистических оценок тягового усилия Ркр и тяговой мощности N кр от скорости движения V р МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз»

Показатель Вероятностные Расчетная формула оценки Тяговое 3,5940Vр2 3,6150Vр 6, Ркр, кН усилие Р, кН 0,8679Vр2 0,7984Vр 0, Ркр трактора р 0,0084Vр2 0,0832Vр 0, Тяговая 10,4553Vр2 11,1252Vр 7, N кр, кВт мощность N, кВт 1,6406Vр2 1,2222Vр 0, N кр кр трактора N 0,0920Vр2 0,3158Vр 0, кр Таблица 4 - Эмпирические зависимости степени рыхления К о (крошения) почвы и вероятностно-статистических производительности агрегата Wч за час сменного времени и энергоемкости технологического процесса Е i от скорости движения МТА МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз»

Показатель Вероят- Расчетная формула ностные оценки Производи- 0,0182Vр2 0,5443Vр 0, Wч, тельность га/ч агрегата, Wч, 0,0254Vр2 0,0143Vр 0, Wч га/ч W 0,0144V р2 0,0002V р 0, ч Энергоемкости 667,970V р2 2592,857V р 10887, Еi, технологичес МДж/га кого процесса, Е, 342,799V р2 569,934V р 327, Еi i МДж/га Е 0,0404Vр2 0,0653Vр 0, i Степень 72,356Vр2 175,437Vр 15, Ко, % рыхления, К о Обоснованы оптимальные значения эксплуатационных показателей и уровни их реализации при различных значениях меры рассеяния нагрузки почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ 82.1+КМ-1,8 «Кишоварз», а также эмпирические зависимости для их определения представлены в (таблицах 5 и 6).

Таблица 5 – Эмпирические зависимости для определения оптимальных значений эксплуатационных показателей МТА МТЗ-82. + КМ-1,8 «Кишоварз», соответствующие критериям качества работы и минимуму энергоемкости технологического процесса Еi* min Эксплуатационный Расчетная формула для определения показатель оптимальных значений эксплуатационных МТА показателей (при изменении меры рассеяния нагрузки 0 р 0,333 ) 0,0292 м 0,3975 м 0, Wч*, га/ч Т 1,4173 м 0,7114 м 0, * Продолжение таблицы 91,1602 19,2186 м 26, N N ВОМ, * м кр кВт 8,0390 м 50,5812 м 60, N е*, кВт 10,9334 м 11,1857 м 13, GТ*, кг/ч 0,0601 м 0,8183 м 1, V р*, м/с 8148,1615 м 3095,3737 м 2294, nд*, мин-1 1082,9546 м 229,9053 м 247, М к, Н.м * Таблица 6 – Эмпирические зависимости для определения оптимальных значений степени использования эксплуатационных показателей МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз» в пределах изменения коэффициента вариации нагрузки 0 м 0, Степень использования Расчетная формула для определения эксплуатационного оптимальных значений уровня использования показателя эксплуатационных показателей (при изменении меры рассеяния нагрузки 0 р 0,333 ) МТА 0,1812 м 0,4666 м 0, W * ч 2,26832 1,1266 м 0, * м Т 3,1117 м 0,6469 м 0, *, N ВОМ N кр 0,0859 м 0,8310 м 1, * N е 1,3226 м 0,9973 м 0, * G Т 0,0335 м 0,5441 м 1, V * р 3,7885 м 1,4352 м 1, * n д 4,0521 м 0,8464 м 0, * М к В таблице 7 приведены оптимальные значения эксплуатационных и агротехнических показателей почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» для конкретных условий его работы.

Таблица 7 - Оптимальные значения эксплуатационных показателей МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз», соответствующие критериям качества технологического процесса и минимуму энергоемкости технологического процесса (для конкретных условий работы – в период испытаний, м 0,157 ) Эксплуатационные показатели Оптимальные значения эксплуатационных показателей МТА Wч Производительность агрегата, га/ч 0, КПД Т трактора 0,51*) Тяговая мощность N кр трактора, кВт 9, Эффективная мощность N е двигателя, кВт 52, Часовой расход GТ топлива двигателя, кг/ч 11, Скорость движения V р агрегата, м/с 1, Частота вращения nд коленчатого вала двигателя, мин- Крутящий момент М к коленчатого вала 255, двигателя, Н.м Тяговое усилие Ркр трактора, кН 7, – КПД трактора определяется по формуле:

*) Т ( N N* * * * ) / N е, где N ВОМ - мощность, затрачиваемая кр ВОМ на работу фрезы, кВт.

В пятой главе дана оценка эффективности результатов исследований. В таблицах 8 и 9 приведены результаты расчетов энергетической эффективности комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1, «Кишоварз» от реализации оптимальных режимов его работы.

Таблица 8 – Показатели энергетической эффективности реализации оптимальных режимов работы комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1, «Кишоварз»

МТА Е i*, МДж/га Э Г, МДж/агр.

Wч*, га/ч * МТЗ- 0,660* 8567,511 82.1+КМ+1,8 0,690** 8558,153 774, «Кишоварз»

) - базовый вариант при * 0,850 (ГОСТ7057-81).

* Мк * 0,981 при коэффициенте ) – рекомендуемый вариант ** М к вариации нагрузки м 0, Таблица 9 – Прямые топливно-энергетические затраты и энергоемкость технологических процессов по типовой и рекомендуемой технологиям обработки почвы и повторного посева зерновых культур Технологический Прямые топливно- Полные топливно процесс, МТА энергетические энергетические затраты Е i, МДж/га затраты Е П, МДж/га По типовой технологии Пахота Т-4А+ПЯ-3-35 1594,175 1994, Разравнивание свальных гребней и 98,022МДж/га 124, развальных борозд Т-4А+ГН-2, Дискование Т-4А+БДТ-3 469,030МДж/га 661, Предпосевная культивация с 231,880 305, боронованием МТЗ-82.1+КПС 4+БЗТС-1, Продолжение таблицы Посев с внесением минеральных 232,400 МДж/га 6555, удобрений и нарезкой поливных борозд МТЗ-82.1+СЗ-3, Всего 2625,507 МДж/га 9641, По рекомендуемой технологии Обработка почвы, внесение минеральных 655,69 8738, удобрений, посев, нарезка поливных борозд МТЗ-82,.+КМ-1, «Кишоварз»

Всего 655,69 8738, Внедрение рекомендуемой технологии повторного посева с использованием комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» обеспечить экономию энергии в размере 903,1 МДж на 1 га по сравнению с типовой технологией.

Размер энергетического эффекта от реализации оптимальных режимов работы комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» по сравнению нормативными данными 774,842 МДж на 1 агрегат.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ Анализ исследований показывает, что климатические и 1.

почвенно-рельефные условия зоны орошаемого и богарного земледелия Таджикистана способствуют получению достаточно высоких урожаев и при повторном посеве сельскохозяйственных культур. По данным Госкомстата и Министерства сельского хозяйства под повторные посевы ежегодно можно задействовать около 130 тыс.

гектаров земель. Своевременная обработка почвы и посев повторных культур после уборки предшественника является одним из основных факторов получения высоких урожаев. На подготовку почвы и посева повторных культур согласно агротехническим требованиям определен сравнительно короткий период всего 5-8 дней. При этом после уборки предшественника почвы имеют низкую влажность, что зачастую до их обработки возникает необходимость проведения легкого полива. Это в итоге затрагивает сроки проведения обработки почвы и посева повторных культур. В Республике Таджикистан повсеместно ощущается нехватка почвообрабатывающих, посевных и уборочных машин, энергетических средств, что тоже служит основной причиной возделывания повторных культур на площади всего 45-50 тыс.га, при потенциале 130 тыс.га. В этой связи повышение эффективности технологического процесса повторного посева зерновых культур путем оптимизации режимов работы комбинированной почвообрабатывающе-посевной машиной является актуальной проблемой.

По результатам экспериментальных исследований 2.

установлены законы распределения и количественные характеристики вероятностных оценок эксплуатационных показателей комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ 82.1+КМ-1,8 «Кишоварз». Эмпирические распределения агротехнических, энергетических и технико-экономических параметров хорошо согласуются с теоретическим (нормальным) законом. Вероятность согласия Р( 2 ) показателей находилась в следующих пределах:

- глубина обработки почвы: 0,28-0,81;

- глубина посева семян: 0,31-0,75;

- тяговое усилие: 0,45-0,83;

- тяговая мощность: 0,38-0,71;

- производительность агрегата: 0,14-0,39;

- энергоемкость технологического процесса: 0,11-0,32.

Полученные эмпирические зависимости позволяют определить вероятностно-статистические оценки агротехнических, энергетических и технико-экономических показателей почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1 + КМ-1, «Кишоварз» в пределах ограничений, наложенных условиями производства.

Установленные показатели эксплуатационно 3.

технологической оценки позволили оценить целесообразность и эффективность использования почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз» при выполнении технологического процесса обработки почвы, внесения минеральных удобрений и посева семян зерновых культур, особенно при повторных посевах. Использование данного агрегата позволяет существенно повысить эффективность технологии повторного посева сельскохозяйственных культур, по сравнению с традиционной технологией, где используют в основном однооперационные агрегаты.

На основе анализа условий выполнения 4.

технологических процессов, наличие рабочей силы, качество технического обслуживания, значимости производственного процесса в получении продукции, погодных условий, продолжительности работы и т.д. выбраны основные и дополнительные критерии эффективности и сформирована сбалансированная система эксплуатационных показателей.

Сбалансированная система эксплуатационных показателей, где в качестве основного критерия выбраны минимум энергоемкости и высокое качество технологического процесса, позволяет достоверно оценить и повысить эффективность функционирования комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ 82.1+КМ-1,8 «Кишоварз».

Для обеспечения эффективности функционирования 5.

комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ 82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» установлены оптимальные режимы его работы с учетом закономерностей изменения эксплуатационных параметров в условиях вероятностной нагрузки.

Оптимальные значения эксплуатационных показателей МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз» в интервале меры рассеяния нагрузки 0 р 0,333 находятся в следующих пределах:

- производительность МТА: Wч* 0,666 0,762га / ч;

- тяговый КПД трактора: Т 0,43 0,55;

- эффективная мощность двигателя: N е* 44,56 60,50кВт;

GТ* 10,44 13,10кг / ч;

- часовой расход топлива:

V р* 1,37 1,58 м / с;

- скорость движения МТА:

вращения коленчатого вала двигателя:

-частота n 2032,8 2294,30 мин ;

* д крутящий момент на валу двигателя:

М 222,32 247,2Н.м.

* к Оптимальные значения вероятностных коэффициентов эксплуатационных показателей МТА МТЗ-82.1 + КМ-1,8 «Кишоварз», соответствующие критериям качества работы и минимуму энергоемкости технологического процесса Еi* min, в интервале меры рассеяния нагрузки 0 р 0,333 изменяются в следующих пределах:

1,0 Wч 0,821 ;

1,0 * Т 0,773 ;

* G 1,0 Т 0,846 ;

1,0 V р 0,823 ;

* * 1,0 * кр N ВОМ 0,858 ;

1,0 * д 0,924 ;

N n 1,0 * е 0,734 ;

1,0 * к 0,855.

М N В качестве нормативных значений вероятностных коэффициентов (при фиксированном значении меры рассеяния нагрузки р 0,167 ) установлены следующие:

W 0,910 ;

* 0,852 ;

* G ч Т 0,785 ;

0,911 ;

* * Vр Т * 0,931 ;

* 0,911;

N ВОМ N n кр д 0,872 ;

0,982.

* * Мк Nе Размер ожидаемого годового энергетического эффекта 6.

от использования комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» по сравнению с типовой технологией обработки почвы и посева зерновых культур (табл. 9.) составляет 74777,6 МДж на один агрегат.

Ожидаемый годовой энергетический эффект только от реализации оптимальных режимов работы комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82.1+КМ-1, «Кишоварз» по сравнению с нормативными данными (табл. 10) составляет 774,842 МДж на один агрегат.

Перспективы дальнейшей разработки темы: необходимо разработать информационную систему для формирования энергосберегающих технологий возделывания пожнивных (повторных) сельскохозяйственных культур для различных зон их выращивания.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

В изданиях, включенных в Перечень ВАК РФ:

1. Ахмадов Б.Р. Результаты предварительных испытаний и показатели эксплуатационно-технологической оценки работы комбинированной почвообрабатывающе-посевной машины КМ-1, «Кишоварз» в агрегате трактором тягового класса 1,4 /Ахмадов Б.Р., Ходжиев Б.Б. /«Теоретический и научно практический журнал «Кишоварз» («Земледелец») Таджикского аграрного университета имени Шириншоха Шотемура -2011- №3. - с. 29-33.

2. Ахмадов Б.Р. Вероятностно-статистическая оценка агротехнических и технико-экономических показателей МТА с тракторами касса 1,4 /Ахмадов Б.Р. Ходжиев Б.Б. Джабборов Н.И., Федкин Д.С. / «Теоретический и научно практический журнал «Кишоварз» («Земледелец») Таджикского аграрного университета имени Шириншоха Шотемура, № 4, 2011. - с. 39-41.

Ходжиев Б.Б. Оптимальные режимы работы 3.

комбинированного почвообрабатывающее посевного агрегата КМ-1. «Кишоварз» с тракторами класса 1,4 / Теоретический и научно практический журнал «Кишоварз» («Земледелец») Таджикского аграрного университета имени Шириншоха Шотемура, №3, 2012. - с.

37-38.

4. Джабборов Н.И. Топливно-энергетическая оценка работы комбинированного почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ 82.1+КМ-1,8 «Кишоварз» /Джаббров Н.И., Ахмадов Б.Р., Ходжиев Б.Б./ Журнал Сельскохозяйственные машины и технологии, № 5, ВИМ, Москва, 2012. - с. 41-43.

В других изданиях:

5. Джабборов Н.И. Технико-экономические показатели работы комбинированного агрегата для обработки почвы и посева сельскохозяйственных культур /Джабборов Н.И., Ахмадов Б.Р., Ходжиев Б.Б. / Материалы международной научно- практической конференции на тему «Продовольственная безопасность: состояние и перспективы» посвященной 20-летию независимости Республики Таджикистан и 80-летию Таджикского аграрного университета имени Шириншоха Шотемура, 8-9 октября 2011. -с. 671- Ахмадов Б.Р. Оптимальные режимы работы 6.

почвообрабатывающе-посевного агрегата МТЗ-82,1+КМ-1. «Кишоварз» /Ахмадов Б.Р., Ходжиев Б.Б. / Материалы международной научно-практической конференции «Эффективное использование биоклиматических факторов, при выращивании сельского хозяйственных культур на пахотных землях» посвященной 20-летию XVI сессии Шурои оли Республики Таджикистан и 15 летию Национального примирения, 31 марта 2012. - с. 284-288.

7. Сафаров М. Ротационные рабочие органы в почвообрабатывающе-посевной машины /Сафаров М., Ахмадов Б.Р., Ходжиев Б.Б./ Материалы международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития сельского хозяйства для обеспечения продовольственной безопасности Таджикистана» Том VII, 18-19 сентября 2012. -с. 83-85.

Подписано в печать ……………. Формат 60х841/16.

Усл.печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ …..

_ Отпечатано с оригинал-макета заказчика в НП «Институт техники и технологий», Санкт-Петербург-Пушкин, Академический пр., д. 31, ауд.